颗粒尺寸对15%SiCp/2009Al复合材料断裂韧性的影响

作者：魏少华; 聂俊辉; 刘彦强; 郝心想; 马自力; 樊建中^*

来源：稀有金属, 2020, 44(02): 147-152.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy19040042

• 粉末冶金
• SiCp/Al复合材料
• 颗粒尺寸
• 断裂韧性
• 断裂机制

采用粉末冶金+挤压工艺制备了含不同粒径SiC颗粒(3.5, 5.0, 10.0和15.0μm)的15%SiCp/2009A1复合材料挤压棒材,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和万能试验机研究了SiC颗粒尺寸对15%SiCp/2009Al复合材料力学性能的影响。结果表明, SiC颗粒尺寸对复合材料强度和韧性的影响效果十分显著。随着SiC颗粒从3.5μm增大至15μm,复合材料的强度逐渐减小,而延伸率则逐渐增大。SiC颗粒尺寸为5.0μm时,复合材料的强度和塑性最佳,抗拉强度(Rm)、屈服强度(Rp0.2)分别为582, 382 MPa,延伸率(A)为10%,断裂韧性(KIC)为33.7 MPa·m1/2。SiC颗粒尺寸为3.5μm时,复合材料的断裂以SiC颗粒周围的铝基体韧性撕裂为主, SiC颗粒尺寸超过5.0μm时,复合材料断裂方式为SiC颗粒周围的铝基体韧性撕裂和SiC颗粒脆性断裂的共同作用,由于SiC-Al界面结合较好,未发现SiC-Al界面脱粘的失效形式。

• 单位
  有研工程技术研究院有限公司; 北京有色金属研究总院